CN112298507B - 一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管内机器人机械结构技术领域，具体地说是一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于该机器人包括仿鸭脚蹼驱动机构、主动转向铰链机构和可调支撑轮结构，仿鸭脚蹼驱动机构包括头厢壳和仿鸭脚蹼驱动组件，主动转向铰链机构设在头厢壳的端部，主动转向铰链机构包括铰链厢盖、铰链厢壳和主动转向铰链组件，所述的铰链厢盖与主动转向铰链组件相连接，可调支撑轮结构包括滑套、支撑杆、固定销、缓冲弹簧、驱动轮，利用同轴反转方式带动仿鸭脚蹼驱动组件实现划水和收桨动作，采用线改变伸缩弹簧长度实现管内机器人转向可控，并且拥有一定的适应管径变化能力，具有驱动力足、运行平稳可靠、维修方便、单循环行程大等优点。

Description

一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人

技术领域

本发明涉及管内机器人机械结构技术领域，具体地说是一种结构简单、驱动力足、运行平稳可靠、维修方便、单循环行程大的基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人。

背景技术

众所周知，管内机器人是集机电液一体化技术于一身，能在人或计算机的控制下完成多种管内复杂作业的设备，目前已被广泛应用在多个领域，例如：排水管道清洁管内机器人、化工管道检测管内机器人、管内焊接机器人等，显示出了巨大的应用前景。随着国内对管内机器人结构功能不断深入地研究，目前在无液体环境下管内机器人可以采用多种结构形式和驱动方式在管路中运行，常见的驱动方式包括：蠕动式、轮式、履带式、爬行式等；但在实际应用中，大量管道系统往往不具备脱产条件，也就是管内机器人需要在液体环境下工作，虽然有大量水下机器人采用螺旋桨进行驱动，但是由于管道内空间狭窄，螺旋桨带来的附加湍流效应将极大影响管内机器人的正常运行，因此如何保证驱动机构的运行可靠性和平稳性是一个急需解决的问题，另一方面目前管内机器人多采用刚性铰链如万向节、虎克铰实现机器人各单元之间的连接，然而由于自身特性的局限性使管内机器人在运行中极易发生干涉也是一个难题。此外，现有技术中的管内机器人重量大，结构复杂，维修不便，使投入产业化生产带来了困难。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、驱动力足、运行平稳可靠、维修方便、单循环行程大的基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于该机器人包括仿鸭脚蹼驱动机构、主动转向铰链机构和可调支撑轮结构，所述的仿鸭脚蹼驱动机构包括头厢壳和仿鸭脚蹼驱动组件，所述的头厢壳设为一端封闭的筒状结构，筒状结构的头厢壳的外壁对称的设有仿脚蹼驱动组件伸出的条形窗口，所述的仿脚蹼驱动组件包括电机固定座、脚蹼驱动电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、轮轴、曲柄、桨叶连杆、摇杆、桨叶滑杆、机架固定杆、仿脚蹼桨叶，轮轴分为上轮轴和下轮轴，所述的电机固定座设为U型，U型的电机固定座与头厢壳内壁固定连接，U型电机固定座的开口朝向头厢壳轴线方向，U型电机固定座的侧面设有脚蹼驱动电机，脚蹼驱动电机与U型电机固定座固定连接，脚蹼驱动电机的输出轴与U型电机固定座内侧的主动锥齿轮相连接，主动锥齿轮的上下两侧分别与从动锥齿轮啮合，上下两侧的从动锥齿轮分别与上轮轴和下轮轴相连接，上轮轴的上端和下轮轴的下端分别穿过U型电机固定座的上下两端与曲柄的一端固定连接，上轮轴和下轮轴与U型电机固定座经轴承与U型电机固定座转动连接，曲柄的另一端与桨叶连杆的端部转动连接，桨叶连杆的中部设有摇杆，摇杆的一端与桨叶连杆转动连接，摇杆的另一端设有与摇杆垂直的机架固定杆，机架固定杆与机架固定连接，机架固定杆上套有摇杆和桨叶滑杆，摇杆和桨叶滑杆的端部绕机架固定杆转动，机架固定杆与头厢壳固定连接，桨叶滑杆的另一端伸至桨叶连杆上设有的条形滑孔位置，伸至桨叶连杆上条形滑孔位置的桨叶滑杆与仿脚蹼桨叶的动端相连接，仿脚蹼桨叶的顶端与桨叶连杆相连接，所述的主动转向铰链机构设在头厢壳的端部，主动转向铰链机构包括铰链厢盖、铰链厢壳和主动转向铰链组件，所述的铰链厢盖设为板状，铰链厢壳设为一端封闭的筒状，铰链厢盖与铰链厢壳末端封闭端部相连接，所述的铰链厢盖与主动转向铰链组件相连接，所述的主动转向铰链组件包括伸缩弹簧、驱动线、转向电机、转向齿轮、转向齿条、滑块、滑座、滑轮、滑轮固定架、驱动线导块，所述的伸缩弹簧设有四个，四个伸缩弹簧均布在头厢壳封闭端部并与头厢壳封闭端部相连接，伸缩弹簧的另一端与铰链厢盖相接触，伸缩弹簧的中部设有驱动线，驱动线的一端与头厢壳封闭端相连接，驱动线的另一端穿过铰链厢盖上设有的圆孔，其中两个驱动线穿过驱动线导块上设有的圆孔并经滑轮导向后与滑块相连接，所述的滑轮经滑轮固定架与铰链厢壳内壁相连接，所述的滑块一侧与滑座滑动连接，滑座与铰链厢壳固定连接，滑块的另一侧与转向齿条相连接，转向齿条经转向齿轮与转向电机相连接，转向电机固定在铰链厢盖上，转向电机带动转向齿轮旋转进而带动转向齿条横向移动，进而实现带动驱动线拉动使弹簧收缩转向，所述的可调支撑轮结构设在头厢壳或铰链厢壳的外壁上，所述的可调支撑轮结构包括滑套、支撑杆、固定销、缓冲弹簧、驱动轮，所述的滑套的一端与头厢壳或铰链厢壳外壁相连接，滑套的另一端内套有缓冲弹簧，滑套的外壁上设有竖向的调节条孔，所述的支撑杆的一端伸进滑套内并经固定销与调节滑动滑动连接，支撑杆的另一端伸出滑套与驱动轮相连接。

本发明所述的头厢壳的未封闭端设有头厢盖，头厢盖经密封圈与头厢壳相连接。

本发明所述的伸缩弹簧的两端分别设有弹簧座，所述的弹簧座设为筒状，伸缩弹簧的两端伸进弹簧座内与弹簧座固定连接，伸缩弹簧两端的弹簧座分别与头厢壳和铰链厢盖相连接，通过弹簧座将将弹簧固定在头厢壳和铰链厢盖之间，防止弹簧失稳。

本发明所述的驱动线的一端系在与头厢壳相连接的弹簧座上，驱动线的另一端依次穿过与铰链厢盖相连接的弹簧座、铰链厢盖、驱动线导块、滑轮与滑块相连接。

本发明所述的仿脚蹼桨叶由固定杆、滑动杆和伸缩叶片组成，所述的伸缩叶片的两端分别与固定杆和滑动杆相连接，所述的固定杆与桨叶连杆相连接，所述的滑动杆穿过桨叶连杆上的条形滑孔与桨叶滑杆相连接，桨叶滑杆带动滑动杆移动实现伸缩叶片的伸缩。

本发明所述的头厢壳的封闭端与铰链厢盖之间设有限位连杆，限位连杆包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端与头厢壳的封闭端相连接，第一连杆的另一端与第二连杆的端部相铰接，第二连杆的另一端与铰链厢盖相连接，通过限位连杆中的第一连杆和第二连杆的作用，起到固定头厢壳和铰链厢盖之间距离的作用。

本发明所述的电机固定座经电机座固定架与头厢壳相连接，固定电机座。

本发明所述的驱动轮经驱动轴与支撑杆相连接。

本发明由于采用上述结构，利用同轴反转方式带动上下对称连杆机构实现划水和收桨动作，并通过改变桨叶面积合理分配桨在水中受力，同时采用线改变弹簧长度实现管内机器人转向可控，并且拥有一定的适应管径变化能力，具有结构简单、驱动力足、运行平稳可靠、维修方便、单循环行程大等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1爆炸图。

图3是图1中仿鸭脚蹼驱动机构的结构示意图。

图4是图1中主动转向铰链机构的结构示意图。

图5是图1中可调支撑轮结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于该机器人包括仿鸭脚蹼驱动机构4、主动转向铰链机构6和可调支撑轮结构9，所述的仿鸭脚蹼驱动机构4包括头厢壳2和仿鸭脚蹼驱动组件，所述的头厢壳2设为一端封闭的筒状结构，筒状结构的头厢壳2的外壁对称的设有仿脚蹼驱动组件伸出的条形窗口，所述的仿脚蹼驱动组件包括电机固定座11、脚蹼驱动电机10、主动锥齿轮39、从动锥齿轮、轮轴、曲柄16、桨叶连杆17、摇杆18、桨叶滑杆19、机架固定杆21、仿脚蹼桨叶20，轮轴分为上轮轴13和下轮轴14，所述的电机固定座11设为U型，U型的电机固定座11与头厢壳2内壁固定连接，U型电机固定座11的开口朝向头厢壳2轴线方向，U型电机固定座11的侧面设有脚蹼驱动电机10，脚蹼驱动电机10与U型电机固定座11固定连接，脚蹼驱动电机10的输出轴与U型电机固定座11内侧的主动锥齿轮39相连接，主动锥齿轮39的上下两侧分别与从动锥齿轮啮合，上下两侧的从动锥齿轮分别与上轮轴13和下轮轴14相连接，上轮轴13的上端和下轮轴14的下端分别穿过U型电机固定座11的上下两端与曲柄16的一端固定连接，上轮轴13和下轮轴14与U型电机固定座11经轴承与U型电机固定座11转动连接，所述的从动锥齿轮分为上从动锥齿轮15和下从动锥齿轮12，曲柄16的另一端与桨叶连杆17的端部转动连接，桨叶连杆17的中部设有摇杆18，摇杆18的一端与桨叶连杆17转动连接，摇杆18的另一端设有与摇杆18垂直的机架固定杆21，机架固定杆21与机架22固定连接，机架固定杆21上套有摇杆18和桨叶滑杆19，摇杆18和桨叶滑杆19的端部绕机架固定杆21转动，机架固定杆21与头厢壳2固定连接，桨叶滑杆19的另一端伸至桨叶连杆17上设有的条形滑孔位置，伸至桨叶连杆17上条形滑孔位置的桨叶滑杆19与仿脚蹼桨叶20的动端相连接，仿脚蹼桨叶20的顶端与桨叶连杆17相连接，仿脚蹼桨叶20由条形窗口伸出，所述的主动转向铰链机构6设在头厢壳2的端部，主动转向铰链机构6包括铰链厢盖7、铰链厢壳8和主动转向铰链组件，所述的铰链厢盖7设为板状，铰链厢壳8设为一端封闭的筒状，铰链厢盖7与铰链厢壳8未封闭端部相连接，所述的铰链厢盖7与主动转向铰链组件相连接，所述的主动转向铰链组件包括伸缩弹簧24、驱动线25、转向电机31、转向齿轮32、转向齿条33、滑块29、滑座30、滑轮28、滑轮固定架27、驱动线导块26，所述的伸缩弹簧24设有四个，四个伸缩弹簧24均布在头厢壳2封闭端部并与头厢壳2封闭端部相连接，伸缩弹簧24的另一端与铰链厢盖7相接触，伸缩弹簧24的中部设有驱动线25，驱动线25的一端与头厢壳2封闭端相连接，驱动线25的另一端穿过铰链厢盖7上设有的圆孔，其中两个驱动线25穿过驱动线导块26上设有的圆孔并经滑轮28导向后与滑块29相连接，所述的滑轮28经滑轮固定架27与铰链厢壳8内壁相连接，所述的滑块29一侧与滑座30滑动连接，滑座30与铰链厢壳8固定连接，滑块29的另一侧与转向齿条33相连接，转向齿条33经转向齿轮32与转向电机31相连接，转向电机31固定在铰链厢盖7上，转向电机31带动转向齿轮32旋转进而带动转向齿条33横向移动，进而实现带动驱动线25拉动使弹簧收缩转向，所述的可调支撑轮结构9设在头厢壳2或铰链厢壳8的外壁上，所述的可调支撑轮结构9包括滑套34、支撑杆35、固定销36、缓冲弹簧、驱动轮37，所述的滑套34的一端与头厢壳2或铰链厢壳8外壁相连接，滑套34的另一端内套有缓冲弹簧，滑套34的外壁上设有竖向的调节条孔，所述的支撑杆35的一端伸进滑套34内并经固定销36与调节滑动滑动连接，支撑杆35的另一端伸出滑套34与驱动轮37相连接。

进一步，所述的头厢壳2的未封闭端设有头厢盖1，头厢盖1经密封圈与头厢壳2相连接。

进一步，所述的伸缩弹簧24的两端分别设有弹簧座23，所述的弹簧座23设为筒状，伸缩弹簧24的两端伸进弹簧座23内与弹簧座23固定连接，伸缩弹簧24两端的弹簧座23分别与头厢壳2和铰链厢盖7相连接，通过弹簧座23将将弹簧固定在头厢壳2和铰链厢盖7之间，防止弹簧失稳。

进一步，所述的驱动线25的一端系在与头厢壳2相连接的弹簧座23上，驱动线25的另一端依次穿过与铰链厢盖7相连接的弹簧座23、铰链厢盖7、驱动线导块26、滑轮28与滑块29相连接。

进一步，所述的仿脚蹼桨叶20由固定杆、滑动杆和伸缩叶片组成，所述的伸缩叶片的两端分别与固定杆和滑动杆相连接，所述的固定杆与桨叶连杆17相连接，所述的滑动杆穿过桨叶连杆17上的条形滑孔与桨叶滑杆19相连接，桨叶滑杆19带动滑动杆移动实现伸缩叶片的伸缩。

进一步，所述的伸缩叶片为类似窗帘的结构，伸缩叶片为软质结构，叶片上下两侧是相当于依次堆叠并用线穿起来，展开和压缩的运行方式是通过桨叶滑杆带动滑动杆实现的展开和收缩。

进一步，所述的头厢壳2的封闭端与铰链厢盖7之间设有限位连杆5，限位连杆5包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端与头厢壳2的封闭端相连接，第一连杆的另一端与第二连杆的端部相铰接，第二连杆的另一端与铰链厢盖7相连接，通过限位连杆5中的第一连杆和第二连杆的作用，起到固定头厢壳2和铰链厢盖7之间距离的作用。

进一步，所述的电机固定座11经电机座固定架3与头厢壳2相连接，固定电机座。

进一步，所述的驱动轮37经驱动轴38与支撑杆35相连接。

上述所述的机架22与机架固定杆21为一体结构，可以不设机架，机架固定杆与摇杆或桨叶滑杆的其中一个固定连接，另外一个转动连接，使摇杆或桨叶滑杆之间形成可转动的形式，所述的电机座固定架3可以设在电机固定座的端部侧面，也可以分别设在电机固定座的前后两侧，机器人周向均布的可调支撑轮结构9使用来保证机器人轴线与前进方向始终平行以防止机器人在运行过程中出现卡死等碰撞问题，同时具有一定的管径适应能力。

实施例

本发明中所述的头厢盖1与头厢壳2经双层O型圈旋入，头厢盖1与头厢壳2组成外壳起防护作用，所述的电机座固定架3用沉头自攻螺钉固定在头厢壳2上，起到固定电机座的目的，所述的仿鸭脚蹼驱动机构4可实现整个机器人的运动，所述的限位连杆5，其中第一连杆的一侧用螺钉固定在头厢壳2上，第二连杆的一侧用螺钉固定在铰链厢盖7上，限位连杆5中的第一连杆和第二连杆之间用铆钉连接实现转动，起到固定前后厢距离作用，所述的主动转向铰链结构可实现整个机器人的转向，所述的铰链厢盖7与铰链厢壳8经双层O型圈旋入，所述的铰链厢壳8与铰链厢盖7组成外壳起防护作用，所述的可调支撑轮结构9可保证机器人轴线与前进方向始终平行，防止机器人在管道内发生卡死，所述的脚蹼驱动电机10为提供机器人前进动力，通过螺栓固定在电机固定座11上，通过平键与主动锥齿轮39连接传递动力，电机固定座11通过电机座固定架3固定在头厢壳2上，起到支撑电机及主动锥齿轮39、从动锥齿轮作用，上轮轴13通过端面齿与上从动锥齿轮15相连并传递扭矩，下轮轴14通过平键与下从动锥齿轮12相连并传递扭矩，轮轴通过轴承安装固定在电机固定座11上，轮轴向下两侧的从动锥齿轮将动力传递给两侧的曲柄16，曲柄16通过沉头螺钉与轮轴固定连接，通过铆钉与桨叶连杆17连接并保证能相对转动构成转动副，相当于四连杆机构主动件，所述的桨叶连杆17为仿脚蹼桨叶20提供支撑，桨叶连杆17一侧与曲柄16用铆钉相连并保证能相对转动构成转动副，中间与摇杆18用铆钉相连并保证能相对转动构成转动副，摇杆18一侧与桨叶连杆17用铆钉相连并保证能相对转动构成转动副，另一侧与机架及桨叶滑杆19用机架固定杆21连接并用螺栓从底部固定并保证三者之间可相对转动，桨叶滑杆19作用是带动桨叶伸展或收缩，一侧与机架及摇杆18用机架固定杆21连接并用螺栓从底部固定并保证三者之间可相对转动，另一侧置于桨叶连杆17的条形滑孔内，仿脚蹼桨叶20一侧与桨叶连杆17缠绕后用螺钉固定，另一端与桨叶滑杆19缠绕后用螺钉固定，所述的机架固定杆21用来固定机架22、桨叶滑杆19及摇杆18使三者具有固定的转轴位置以组成连杆机构，通过螺钉将起固定在该头厢壳2上，所述的机架22是便于固定，所述的弹簧座23是安装伸缩弹簧24，防止弹簧失稳，并能将伸缩弹簧24固定在头厢壳2与铰链厢盖7之间，两端分别用螺栓固定在头厢壳2和铰链厢盖7上，所述的伸缩弹簧24相当于转向机构的执行器，所述的驱动线25用来改变伸缩弹簧24形状，其一端系在弹簧座23上，另一端系在滑块29上，所述的驱动线导块26是将同一侧上下两组弹簧的驱动线25汇成一根便于转向电机31控制，用沉头螺钉固定在铰链厢壳8上，所述的滑轮固定架27是用来支撑滑轮28，用沉头螺钉固定在铰链厢壳8上，所述的滑轮28是改变驱动线25的方向，所述的滑块29为转向齿条33移动提供支撑，用沉头螺钉与转向齿条33连接，所述的滑座30设为燕尾槽滑座30，其是固定转向齿条33及滑块29运动方向，用沉头螺钉固定在铰链厢壳8上，转向电机31是提供转向动力，所述的转向齿轮32通过平键与转向电机31连接，所述的滑套34是通过内部缓冲弹簧可自动调节支撑杆35高度从而适应不同管径，通过螺钉安装在头厢壳2及铰链厢壳8上，所述的支撑杆35是通过固定销36安装在滑套34内实现高度可调，另一侧装有驱动轴38，所述的固定销36是固定驱动轮37方向并保证支撑杆35沿滑套34侧面的竖向的调节条孔运动，所述的驱动轮37为橡胶材料，所述的驱动轴38其两侧安装驱动轮37并穿过支撑杆35。

机器人前进：脚蹼驱动电机10经主动锥齿轮39带动上下两个从动锥齿轮按相反方向运动，轮轴通过端面齿与上方从动锥齿轮相连并传递扭矩，轮轴通过平键与下方从动锥齿轮相连并传递扭矩，由于上下为对称布置，以轮轴上方一侧为例说明，轮轴上固定有曲柄16带动桨叶连杆17，当脚蹼驱动电机10每转过一周时，桨叶连杆17在空间内完成一次划水及收桨动作，即在垂直于前进方向平面内，在划水动作时桨叶投影面积最大来增大有效推力，在收桨动作时，其投影面积最小来减小无效推力带来的阻力作用。同时桨叶滑杆19在一个循环内同样沿着桨叶连杆17的条形滑孔内完成一次往复运动，由此柔性的仿脚蹼桨叶20完成一次伸展与折叠的动作，达到在划水时桨叶面积最大，收桨时桨叶面积最小。通过脚蹼驱动电机10连续运转带动管内机器人在液体环境下运行。

机器人转向：主动转向铰链结构用一组具有一个转动自由度的限位连杆5与前节车厢连接一次保证每个伸缩弹簧24有一定的预紧压力，每个伸缩弹簧24中系有一根驱动线25，将机器人左右两侧驱动线25分别经左右驱动线导块26后汇成一根并系在滑块29上，以右转为例，转向电机31顺时针转动经转向齿轮32带动转向齿条33沿燕尾槽滑座30向左移动时，右侧驱动线25受拉力后使机器人轴线右侧上下两弹簧收缩，而同时左侧由于驱动线25预紧力变小，弹簧将伸长，对整体来说铰链呈右转趋势即可带动机器人完成右转动作。

本发明由于采用上述结构，利用主动锥齿轮39的上下两侧对称的设有从动锥齿轮，从动锥齿轮又与同一个轮轴相连接，这种同轴反转方式带动上下对称的曲柄16、桨叶连杆17、摇杆18、桨叶滑杆19、机架固定杆21组成的连杆机构实现划水和收桨动作，并通过改变仿脚蹼桨叶20面积合理分配桨在水中受力，同时采用主动转向铰链机构6中的驱动线25改变伸缩弹簧24长度实现管内机器人转向可控，并且通过可调支撑轮结构9拥有一定的适应管径变化能力，具有结构简单、驱动力足、运行平稳可靠、维修方便、单循环行程大等优点。

Claims (8)

1.一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于该机器人包括仿鸭脚蹼驱动机构、主动转向铰链机构和可调支撑轮结构，所述的仿鸭脚蹼驱动机构包括头厢壳和仿鸭脚蹼驱动组件，所述的头厢壳设为一端封闭的筒状结构，筒状结构的头厢壳的外壁对称的设有仿脚蹼驱动组件伸出的条形窗口，所述的仿脚蹼驱动组件包括电机固定座、脚蹼驱动电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、轮轴、曲柄、桨叶连杆、摇杆、桨叶滑杆、机架固定杆、仿脚蹼桨叶，轮轴分为上轮轴和下轮轴，所述的电机固定座设为U型，U型的电机固定座与头厢壳内壁固定连接，U型电机固定座的开口朝向头厢壳轴线方向，U型电机固定座的侧面设有脚蹼驱动电机，脚蹼驱动电机与U型电机固定座固定连接，脚蹼驱动电机的输出轴与U型电机固定座内侧的主动锥齿轮相连接，主动锥齿轮的上下两侧分别与从动锥齿轮啮合，上下两侧的从动锥齿轮分别与上轮轴和下轮轴相连接，上轮轴的上端和下轮轴的下端分别穿过U型电机固定座的上下两端与曲柄的一端固定连接，上轮轴和下轮轴与U型电机固定座经轴承与U型电机固定座转动连接，曲柄的另一端与桨叶连杆的端部转动连接，桨叶连杆的中部设有摇杆，摇杆的一端与桨叶连杆转动连接，摇杆的另一端设有与摇杆垂直的机架固定杆，机架固定杆与机架固定连接，机架固定杆上套有摇杆和桨叶滑杆，摇杆和桨叶滑杆的端部绕机架固定杆转动，机架固定杆与头厢壳固定连接，桨叶滑杆的另一端伸至桨叶连杆上设有的条形滑孔位置，伸至桨叶连杆上条形滑孔位置的桨叶滑杆与仿脚蹼桨叶的动端相连接，仿脚蹼桨叶的顶端与桨叶连杆相连接，所述的主动转向铰链机构设在头厢壳的端部，主动转向铰链机构包括铰链厢盖、铰链厢壳和主动转向铰链组件，所述的铰链厢盖设为板状，铰链厢壳设为一端封闭的筒状，铰链厢盖与铰链厢壳未封闭端部相连接，所述的铰链厢盖与主动转向铰链组件相连接，所述的主动转向铰链组件包括伸缩弹簧、驱动线、转向电机、转向齿轮、转向齿条、滑块、滑座、滑轮、滑轮固定架、驱动线导块，所述的伸缩弹簧设有四个，四个伸缩弹簧均布在头厢壳封闭端部并与头厢壳封闭端部相连接，伸缩弹簧的另一端与铰链厢盖相接触，伸缩弹簧的中部设有驱动线，驱动线的一端与头厢壳封闭端相连接，驱动线的另一端穿过铰链厢盖上设有的圆孔，其中两个驱动线穿过驱动线导块上设有的圆孔并经滑轮导向后与滑块相连接，所述的滑轮经滑轮固定架与铰链厢壳内壁相连接，所述的滑块一侧与滑座滑动连接，滑座与铰链厢壳固定连接，滑块的另一侧与转向齿条相连接，转向齿条经转向齿轮与转向电机相连接，转向电机固定在铰链厢盖上，转向电机带动转向齿轮旋转进而带动转向齿条横向移动，进而实现带动驱动线拉动使弹簧收缩转向，所述的可调支撑轮结构设在头厢壳或铰链厢壳的外壁上，所述的可调支撑轮结构包括滑套、支撑杆、固定销、缓冲弹簧、驱动轮，所述的滑套的一端与头厢壳或铰链厢壳外壁相连接，滑套的另一端内套有缓冲弹簧，滑套的外壁上设有竖向的调节条孔，所述的支撑杆的一端伸进滑套内并经固定销与调节条孔滑动连接，支撑杆的另一端伸出滑套与驱动轮相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于所述的头厢壳的未封闭端设有头厢盖，头厢盖经密封圈与头厢壳相连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于所述的伸缩弹簧的两端分别设有弹簧座，所述的弹簧座设为筒状，伸缩弹簧的两端伸进弹簧座内与弹簧座固定连接，伸缩弹簧两端的弹簧座分别与头厢壳和铰链厢盖相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于所述的驱动线的一端系在与头厢壳相连接的弹簧座上，驱动线的另一端依次穿过与铰链厢盖相连接的弹簧座、铰链厢盖、驱动线导块、滑轮与滑块相连接，滑块带动驱动线移动控制弹簧长度实现机器人的主动转向。

5.根据权利要求1所述的一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于所述的仿脚蹼桨叶由固定杆、滑动杆和伸缩叶片组成，所述的伸缩叶片的两端分别与固定杆和滑动杆相连接，所述的固定杆与桨叶连杆相连接，所述的滑动杆穿过桨叶连杆上的条形滑孔与桨叶滑杆相连接，桨叶滑杆带动滑动杆移动实现伸缩叶片的伸缩。

6.根据权利要求1所述的一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于所述的头厢壳的封闭端与铰链厢盖之间设有限位连杆，限位连杆包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端与头厢壳的封闭端相连接，第一连杆的另一端与第二连杆的端部相铰接，第二连杆的另一端与铰链厢盖相连接，通过限位连杆中的第一连杆和第二连杆的作用，起到固定头厢壳和铰链厢盖之间距离的作用。

7.根据权利要求1所述的一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于所述的电机固定座经电机座固定架与头厢壳相连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于仿鸭脚蹼式主动转向液体环境下管内机器人，其特征在于所述的驱动轮经驱动轴与支撑杆相连接。

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